


室內環境不僅影響人體的健康,而且直接影響人們的起居生活的舒適性。本文針對現場的走訪調研,首先分析民居建筑室內環境存在的問題,再根據這些問題有針對性的進行思考和總結。以求找到適宜的解決方法,為該地區民居的新建、改建提供技術指導。
室內環境的設計及對人安全、舒適性影響是一應綜合考慮。在室內環境包括熱環境、光環境的要素之間在設計時作用于人共同達到安全、舒適的平衡點,創造安全、舒適的室內環境。針對研究對象廣西三江侗族民居來看,第一由于所處的氣候區及地形地貌特征的影響,導致夏季室內悶熱,冬季濕冷;第二由于傳統的建造技藝和建材的運用,導致室內通風和采光較差。故本文在調研和室內環境模擬的基礎上,思考侗族民居室內環境存在的問題及解決方法,予以指導新建、改造侗族民居的設計。
研究區域概述
三江侗族自治縣位于廣西壯族自治區北部,地處東經108°53′--109°52′,北緯25°22′--26°2′,湘、桂、黔三省(區)交界地,屬于亞熱帶南嶺濕潤氣候區,山地谷地氣候區,雨量充沛,雨熱同季,寒署分明。近十年來年平均氣溫18.3℃,最冷月份為1月,平均氣溫7.3℃,極端最低氣溫5.2℃。最熱月份為7月,平均氣溫27.3℃,極端最高氣溫39.5℃。空氣相對濕度81%以上,年均降水量為1730.2毫米。
研究對象現狀
1. 研究對象及特征
本文現場調研三江縣斗江鎮的方宅(如圖1)。建筑屬三江侗族特色木結構建筑,采用坡屋頂,于1985年建造。建筑朝向南北向,處于山坡中部,北面有較高的擋土。建筑圍護結構同樣采用木板,窗扇采用木質,其中負一層的窗采用豎向木柵格(內裱紙);一層采用木柵格(部分裱紙);二層采用窗扇,裝玻璃,有外廊部分敞開;三層沿屋檐下部采用豎向鏤空木格柵。建筑開間和進深都較大,層高約2.6米。
2. 平面功能現狀
該建筑地上三層,靠山體建造,局部負一層,總建筑面積約900㎡(如圖2)。其中負一層主要是雞舍、豬舍及整個建筑的主入口(正門);一層主要為生產生活輔助性用房,分為:柴房、灶房(煮豬潲和釀酒)、養雞養豬欄、電機房(打飼料)、廁所、沼氣池、棺材和墓碑屋、側門門廳,與該層同一標高上最東邊的室外是一個魚塘;二層為主要生活、起居,接待性用房,分為:米房和糧倉、臥房、客房、堂屋(舉行家庭祭祀和重大禮儀的場所)、火房(餐廳廚房的結合體)、空屋(用來堆放剛收獲還未曬干的谷物,也可用于擺酒席,如有需要還可以隔出新的房間)、雜物間、浴室、陽臺;三層主要是處于坡屋頂下的閣樓,局部層高較小,中間部分可以使用,沒有進行隔斷分隔,整層全部敞開。
民居熱環境的分析
根據所處地區氣候環境、方位、室內布局,研究對象室內熱環境的舒適性有待改善。從室內熱環境角度出發,重點思考太陽輻射、溫度、濕度及風速,綜合各要素的影響來改善室內熱環境。
1.太陽輻射
太陽輻射是最直接的熱來源,室內熱量主要來源于直接進入室內的太陽輻射及建筑外圍護的熱輻射,所以夏季要避免太陽的直接輻射,而冬季則需得到太陽輻射。對于研究對象,冬季由于建筑外圍護的影響,進入室內的太陽輻射較少(如圖3、4)。特別是用于起居的二層,沿南向窗口部分有極少的日照輻射,而中部及北向的使用空間,基本處于零值。所以冬季室內日照,不能滿足舒適及安全性。
在夏季,由現狀建筑可知,與外界接觸外表面積大、外圍護材料及建造位置的影響,此時太陽輻射將會導致室內過熱。
2. 溫度及濕度
氣象學中所指的空氣溫度是距離地面 1.5m 高、背陰處空氣的溫度。不同地點、不同高度、不同時間、不同朝向,空氣的實際溫度都會有所變化。室內最適宜的溫度是 20℃—24℃。在人工空調環境下,冬季溫度控制在 16℃—22℃,夏季控制在 24℃—28℃時,人體感覺較為舒適。空氣濕度指空氣中水蒸汽含量。水蒸汽主要來自水面和其他潮濕的表面以及植物的蒸發,經風的攜帶遍布于空氣中。影響空氣濕度的因素包括地面性質、水體分布、季節和陰晴等。一般認為最適宜的相對濕度應為 50%~60%。相對濕度低于 20%,人會感到皮膚干燥發癢,喉嚨疼痛,呼吸系統的無法正常工作。在夏季高溫時,如果濕度過高(高于70%)則汗液不易蒸發,形成悶熱感,令人不舒適;在冬季濕度過大則產生濕冷感,同樣令人不舒適。
在該研究的民居中,夏季室內較為悶熱。通過調研可知造成室內過熱過濕的主要因素體現在:1、所處地域氣候、地形地貌的影響,處于山區,最熱月平均氣溫較高,相對濕度也較大;2、太陽輻射的影響,建筑周邊場地被加熱,加熱后升溫對建筑的熱輻射;3、建筑內部的空氣對流不暢,難以帶走多余的熱量和濕氣;4、外圍護結構材料的保溫隔熱性能較差。
3. 風速
空氣流動形成風,改變風速是改善熱舒適的有效方法。氣流速度越大,人體的對流蒸發散熱量越強,亦加劇了空氣對人體的冷卻作用。舒適的風速隨溫度變化而變化,在正常情況下,氣流速度小于 0.3m/s 令人體是舒適的;在夏季房間利用自然通風的情況下,由于室溫較高,舒適的氣流速度也應較大。該研究的民居室內,可知:第一、建筑的開間和進深大,層高較低;第二、主要供人生活起居的部分平面布置過于擁擠,導致內部環境較差;第三、開窗面積較小,由于采用木質窗扇,導致玻地比較小。第四、建筑室內格局的影響,很難形成穿堂風。
民居光環境分析
為了保證人們日常工作和生活得以正常進行,建筑光環境的好壞是評價建筑室內環境質量的重要指標。當今社會處于信息時代,人們依靠不同的感覺器官從外界獲得信息,其中大部分信息是通過視覺器官即眼睛來獲取的。人們在良好的光環境下,才可以進行正常工作和生活;創造舒適的建筑室內光環境能夠減少人的視覺疲勞,保證身體健康,提高學習和工作效率,降低建筑能耗。
從調研和模擬可知:負一層(如圖5)主要是養殖及主入口,該層進深較小,且無遮擋,所以該層的采光入口處分布較均勻;一層(如圖6)主要是生產生活輔助性用房,建筑進深較大,且外表面可開啟的窗扇面積較小,采光受較大限制,導致沿開口部位采光系數較高,而遠離窗口處基本無光照;二層(如圖7)主要是起居生活用房,同樣受建筑進深、外表面開口面積、室內房間布局的影響,采光受到限制,直接影響人的舒適性體驗。
關于侗族民居室內環境的思考
通過對民居建筑的調研和分析,對室內環境的思考如下:
合理建筑朝向的選擇:建筑朝向不僅有利于改善建筑的采光,還是冬季采暖,夏季防熱的有效方式。朝向的合理性,有必要同時考慮場地的風向,合理進行冬季的防寒風和夏季的室內外導風。
建筑外圍護的保溫隔熱:在該民居建筑中,外圍和結構均采用木板,厚度不大2cm左右,制作外圍護是由于工藝、及木板的變形,極易產生縫。冬季容易形成冷風滲透,夏季的隔熱性能也受很大影響。故在民居中的保溫隔熱,需從建筑外圍護材料入手,選擇力學性能好的板材,同時板材用雙層板,加保溫隔熱層。
建筑的開窗:由于受到材料的限制,開窗、開洞面積較小。嚴重影響建筑的采光及通風效果。在建筑中應保證每個朝向的房間都有合適窗地比以滿足外圍每個房間的采光量;同時按現有室內布局要形成自然對流,還需同時在室內房間靠走道的內墻上開高窗,以此保證室內空氣的流動順暢。建筑遮陽及降溫:在建筑中,應考慮適當的遮陽措施,在木結構建筑中開采用輕質的活動遮陽,來減少夏季太陽輻射的直接影響。在建筑東邊有一定面積的魚池,在炎炎夏日,可起到蒸發降溫的目的。建筑底層架空及中庭的布置:該建筑室內有較大的霉味及養殖禽畜的味道,室內空氣品質需改善。就現狀建筑而言,無架空層,迎風面面積雖大但沒有穿過室內的有效風道,所以思考可利用局部架空結合內部中庭的做法,來改善這一現狀。該做法不僅能形成有效的室內外換氣機制,而且中庭的應用,房間圍繞中庭布置,能形成房間內有效的空氣對流,有效的氣流通道能改善室內空氣品質
室內使用空間的合理布置:建筑室內布置現狀如圖2所示,主要針對起居生活的二層而言,布置較凌亂,沒有考慮太多房間的相關的氣候物理性指標,所以導致日照、采光、通風、空氣品質等較差。所以在房間的布置上宜按先主后次,主要用房布置在朝南,次要房間依相對重要性及使用性質來布置在其他朝向。
小 結
民居室內環境研究,在滿足功能要求的前提下,要使居住者感到安全、舒適、健康,它所涉及的學科包括建筑學、物理學、生理學和心理學等,這就需要設計者能從多角度去考慮室內環境的人性化設計。本課題的研究就是希望將傳統建筑形態、建筑技術和營造方式等,與現今較新的建筑環境設計、理論、及建筑技術措施相結合,為民族地區傳統建筑室內環境的改善提供設計依據和理論支持。
基金項目:廣西工學院自然科學基金(1166220)
(作者單位:廣西工學院)
作者簡介:
鄒紅娟:研究生、助教、廣西工學院藝術設計系;研究方向:室內設計、室內熱環境。
馬黎進:研究生、講師、廣西工學院土建系;研究方向:綠色建筑。